Hızın sınırlarını zorlamak: Metaverse için nasıl bir altyapı gerekli?
Yazan: DE-CIX CTO’su Dr. Thomas King
Sürükleyici dokunsal interneti güçlendirmek için neye ihtiyaç duyulacak? DE-CIX CTO’su Dr. Thomas King, geleceğin internetinin temellerini oluşturmak için altyapı sağlayıcılarının karşılaşacağı zorlukları ve yapılması gerekenleri ele aldı.
Geleceğin internetini nasıl hayal ediyoruz? Star Trek’teki Holo Deck’ten Matrix’e popüler kültürün bu konuya genel yaklaşımı, bize dijital ikizlerimizin “gerçek” olanla “programlanmış” olanı ayırt etmenin zor olduğu bir ortamda etkileşime gireceği, dijital olarak tasarlanmış 3 boyutlu sanal alanlardan oluşan sürükleyici bir internet vaadi sunuyor. Bunun gerçekleşmesine daha çok zaman olsa da, yarının internetine giden yolda birçok alanda ilerleme kaydediliyor. Gerçek anlamda sürükleyici bir tepkisel internet deneyimini mümkün kılmak için bu amaca yönelik son kullanıcı teknolojisinin geliştirilmesi, yaygın kabul görmesi ve muazzam miktardaki veriyi mümkün olan en düşük gecikme sürelerinde taşıyacak dijital altyapının kurgulanması gerekiyor. Bilim kurgunun önümüzdeki birkaç on yıl içinde kademeli olarak gerçeğe dönüşmesi için, her birimizin sofistike cihazlarla donatılması gerekecek. Bu cihazlara video, ses, duyusal akış ve siber konum verilerinin fiziksel konumlarımızla senkronize olarak sorunsuz bir şekilde iletilmesini sağlamak için, ustalıkla kurgulanmış yüksek performanslı ağlara ihtiyaç duyacağız.
Tepkisel internet deneyimimiz, kendi dijital ikizimizin hem diğer insanların ve gerçek dünyadaki nesnelerin dijital ikizleriyle hem de tamamen sanal nesneler ve ortamlarla etkileşimi etrafında şekillenecek. Bu deneyim sanal gerçeklik tarafından desteklenecek, ancak bu kez teknoloji sadece başlıktan ibaret olmayacak. Tepkisel internet, basınç, ısı, doku, aroma ve diğer farklı duyusal bilgileri iletebilen giyilebilir cihazlar gerektirecek. Bu bilgileri sağlayan veri akışları, üç boyutlu uzayı temsil eden video akışlarının yanı sıra ses akışlarıyla da senkronize edilecek. Burada veri akışlarından birinde yaşanacak en ufak bir gecikme bile deneyimde kopukluğa yol açarak deneyimin gerçekliğini ve keyfini ortadan kaldıracaktır.
Gerçek dünyayı programlamak
Gerçek dünyadaki mekanların yüksek çözünürlüklü ve 3 boyutlu sanal temsili, birden fazla video akışına dayanacak ve 360 derecelik sanal perspektif sağlayacak. Giyilebilir cihazlardaki ve beyin-bilgisayar arayüzlerindeki (BCI) sensörler, ister gömülü çipler ister kulaklıklardaki yüzeysel sensörler olsun, niyetlerimizi ve eylemlerimizi izleyecek ve bunları hareket olarak sanal ortama aktaracak. Bu bilgiler her bir kullanıcıya gönderilen video akışını kontrol etmek için kullanılacak. Nesneleri fiziksel olarak tutmakla veya hareket ettirmekle (bir iş ortağının elini sıkmak veya bir aracı uzaktan kontrol etmek gibi) ilgili dokunsal bilgilerin de her bir kullanıcı veya cihaz için beslenen verilere sorunsuz bir şekilde dahil edilmesi gerekecek.
Sanal gerçeklikte başınızı çevirdiğinizde dünyanın baş döndürücü bir şekilde dönerek size yetişmeye çalışmasından kaynaklanan mide bulantısı hissinden kaçınmak için, bu veri akışlarının hepsinin yapay zeka yardımıyla birbiriyle milisaniyesine kadar senkronize edilmesi gerekecektir. Unutmayın ki tüm bu veri akışlarının canlı olarak iletilmesi gerekiyor, yani düşük gecikme süresinin yanı sıra önemli miktarda bant genişliğine de ihtiyaç duyacaklar. Bulut üzerinden oynanan bazı oyunlar ve bazı sanal gerçeklik uygulamaları bize bu talebin ne ölçüde olacağına dair bir fikir verebiliyor. Bugün bile iyi bir oyun deneyimi için en fazla 20 milisaniyelik gecikme kabul edilebilir olarak nitelendiriliyor. Senaryoda ne kadar etkileşim varsa, gecikme süresinin de o kadar düşük olması gerekiyor. 360 derece 8K bulut VR için bunun 10 ms’nin de altına düşmesi gerekecek. Bant genişliği açısından bakıldığında, bulut oyunları mutlak olarak 35-50 Mbps veri akışı gerektiriyor. Etkileşimli alışveriş gibi iyi bir sanal gerçeklik deneyimi için saniyede 90 kare hızında 8K çözünürlükte veri akışının saniyede 1 Gigabite varan bant genişliği gerektireceğini öngörebiliyoruz. Unutmayın ki bu tek bir kullanıcı için geçerli. Çocuklar da alt katta çevrimiçi ise, birkaç yıl içinde hangi hızda bağlantıya ihtiyaç duyacağınızı kendiniz hesaplayabilirsiniz.
Fiziksel ve dijital dünya arasında kesintisiz geçiş ve etkileşimi simgeleyen siber-fiziksel süreklilik henüz yaratım sürecinde. Bunun başlangıcını Nintendo Wii oyun konsolunda görebiliyorduk. Ancak fiziksel ve sanal dünyalar arasındaki bu eğlenceli köprü sadece bir başlangıç. Mevcut VR ve AR teknolojilerinde deneyimsel temellere zaten sahibiz, üstelik her yeni nesil yeni fırsatlar sunuyor. Kullanıcının gövdesini saran dış iskeletler, telemanipülasyon yoluyla zorlu ortamlarda eylemler gerçekleştirmemizi sağlıyor. Değiştirilemez tokenler (NFT’ler), dijital kimliğimiz de dahil olmak üzere dijital varlıkların sahipliğini doğrulamak için bir mekanizma sunuyor ve böylece dijital ikizimizi üçüncü taraflarca kötüye kullanılmaktan koruyor. Evimizde/ofisimizde dijitalleştirilmiş yaşamlarımıza portal görevi görecek belirli bir odamızın olup olmayacağını, ya da genişletilmiş gerçekliğin (XR) abartılı bir biçimi olarak yanımızda taşıyıp taşıyamayacağımızı henüz öngöremiyoruz. Muhtemelen bu senaryoların her ikisi de teknolojik evrimin farklı aşamalarında ya da farklı kullanım senaryoları için birlikte var olacaklar.
Özetle nerede olursak olalım siber uzaydaki insanlarla el sıkışıp sosyalleşebilecek, yepyeni düzeyde oyun deneyimleri yaşayabilecek ve çocuklarımıza sarılarak iyi geceler dileyebileceğiz. Daha başka neler yapabileceğimizi bekleyip görmemiz gerekecek. Ancak bir uyarıda bulunmam lazım: Mevcut uygulamalar bile günümüzün donanım ve internet erişim altyapılarının kapasitesini zorlarken, yenilerini yönetmek daha da karmaşık bir hal alacak.
Mesafelerin zorluğu – kullanıcıya mümkün olduğunca yakın olmak
Ön tarafta büyük paralar harcanan lüks tüketici teknolojisi cephesi için bunlar normal. Ancak bahsedilen siber geleceği yaratacak ya da bozacak olan şey perde arkasında yatıyor: Akıllıca depolayan, analiz eden, işleyen, değiş tokuş eden, çoklayan, senkronize eden ve veri akışını son kullanıcı cihazlarına ileten dijital altyapı. Bunu da en fazla birkaç milisaniye içinde yapmak gerekiyor. Tepkisel sanal gerçeklik alanındaki yenilikler son derece düşük gecikme süresine ihtiyaç duyuyor. Bazı kullanım senaryoları için 1 milisaniye, hatta yarım milisaniyeye kadar inmek gerekiyor. Işık hızının saf fiziği, bir milisaniye civarındaki gecikmeye bağlı etkileşimlerin yalnızca yakın çevredeki kullanıcılar ve nesnelerle mümkün olacağı anlamına geliyor (rakamlar 5G ve fiber varsayımıyla yaklaşık 80 km, en doğrudan rota ve en düşük gecikmeli birbirine bağlantı ile işlem süresi ve gidiş-dönüş süresi dahil olacak şekilde hesaplanmıştır). Dolayısıyla, buradaki kullanım senaryoları, temizlik çalışmaları için robotların uzaktan kontrol edilmesi, tehlikeli ortamlarda kurtarma operasyonları veya yerel bölgedeki merkezi bir hastanede son derece karmaşık özel ameliyatların uzaktan gerçekleştirilmesi gibi yerelleştirilmiş görevlerle sınırlı kalacaktır. Kişiler arası etkileşimler, eğlence, oyun ve sanal alışveriş gibi daha az öncelikli kullanım durumları için tepkisel internete 5 ila 15 milisaniye arasında gecikme süresi toleransı tanıyabiliriz. Bu da veri merkezine yaklaşık 400 – 1.200 km’lik mesafeyi kabul edilebilir hale getirir.
Peki bu ne ölçüde kolay? 5G ile donatılmış bir kampüste zaten yüksek bant genişliği ve 1 milisaniyeye varan düşük gecikme süresi elde edebiliyoruz. Ancak tek başına bir 5G adası, kurumsal ağları ve son kullanıcı ağlarını bulutlara, veri merkezlerine, internet omurgasına ve dünyanın geri kalanına bağlayan dijital altyapının büyüklüğüyle kıyaslanamaz. Gerçekten de diğer altyapı bileşenleri yeni nesil kablosuz ağların performansına uyacak şekilde daha da geliştirildiği sürece, tepkisel internet muhtemelen 5G ve 5G ötesi ağların yanı sıra Wi-Fi 6 ve 7 için de yıkıcı uygulama olacaktır. Bunun için dijital altyapının kullanıcıya çok ama çok daha fazla yaklaşması gerekecek. Bu da bir üst boyutta sınır bilişim (her mahallede konteyner veri merkezleri ve bodrum katlarında bilgi işlem kutuları), ister 5G ister FTTH/B olsun yüksek bant genişliğine sahip son kilometre bağlantı noktaları ve bağlantılı altyapıya yoğunlaştırılmış erişim gerektirecektir. Bu, hızın ulaşabileceği en uç noktadır.
Geleceğin interneti teknolojide tarafsızlığı gerektirecek
Bu düzeyde bir dijital altyapıya ulaşmak için önümüzde uzun bir yol var. Mevcut ve yeni ağ teknolojilerini kullanarak, sürükleyici internetin kullanım senaryolarını desteklemek için yoğun bir şekilde birbirine bağlı bir altyapı ağı gerekli olacak. Şu anda sahip olduğumuzdan çok daha fazla veri merkezine, her yerde son kullanıcılara hizmet veren fiber ve 5G ağlarına ihtiyaç duyacağız. Sadece mega şehirler değil, dünyanın dört bir yanındaki tüm küçük şehirler de bu tür düşük gecikmeli, yüksek bant genişlikli ortamlara ulaşmak için kendi ölçeklenebilir ara bağlantı altyapılarına ihtiyaç duyacaklar.
Bunu yaparken aynı zamanda internetin açıklığını ve tarafsızlığını korumaya ve kullanıcılar için esneklik sağlamaya ihtiyaç var. Birlikte çalışabilirlik ve taşınabilirlik sistemde yer almadığında neler olduğunu zaten gördük. Bulut hizmetleri söz konusu olduğunda şirketlerin belli sağlayıcılara muhtaç kalmalarıyla ilgili endişelerine bir bakın. İnternetin bu kadar hızlı gelişmesini sağlayan açık yapı, birlikte çalışabilirliğin ve standardizasyonun temeliydi. Dolayısıyla, birlikte çalışabilirliği sağlamak için çeşitli düzeylerde standardizasyona ihtiyacımız olacak ve açık yapıyı korumak için çok çeşitli ve teknolojik olarak tarafsız bir altyapı ortamına ihtiyaç duyacağız.
Sürükleyici tepkisel internetin gücü, sistemlerin ve algıların birlikte çalışabilirliğine ve varlıkların, dijital ikizlerin interneti oluşturan birinci dereceden altyapı içindeki farklı alanlar arasında akışkanlığına izin vermesinde yatıyor. Bugün sıkça tartışıldığı üzere hayatımızda tek bir “metaverse” olmayacak, aynı şekilde tek bir bulut da olmayacak. Bunun yerine birbirleriyle etkileşime girebilmek için ortak protokollere sahip olması ve ortak veri yönetimi anlayışlarına dayanması gereken birden fazla evren göreceğiz. Bunu gerçeğe dönüştürmek için, bu evrenler arasındaki alanların, bu evrenlerin içindeki alanlar kadar ince bir altyapı ağıyla birbirine bağlanması gerekecek.
Dokunsal interneti taşıyacak bağlantı örgüsü
Geleceğin internetinin ilk aşamalarında, gerekli kapsama yoğunluğuna ulaşmak için birlikte çalışan tüm ağ teknolojilerine – hatta bazı bölgelerde potansiyel olarak 3G mobil ve bakır kablolara – ihtiyaç duyulacak. Zamanla, giderek daha derin uygulamaları desteklemek için eski teknolojileri çok daha yüksek bant genişliğine ve düşük gecikme süresine sahip teknolojilere yükseltmekten başka seçenek kalmayacak. İnternet servis sağlayıcılar bugün veri akışı sağlayıcıların yaptığı gibi, son kullanıcılara hizmet vermeye hazır içerik ve ortamların ağ üzerinde önbelleğe alınmasına ihtiyaç duyacaklar. Yapay zeka uygulamalarını ve dijital ikizleri barındırmak ve daha büyük sanal ortamları önbelleğe almak için kullanıcıya çok daha yakın olan veri merkezlerine duyulan ihtiyaç artacak.
Yeni sürükleyici uygulamaların yaratacağı bant genişliği açlığını karşılamak için uzun vadede her 50-80 km’de bir, trafiği yerelde tutan ve sadece 400 Gigabit Ethernet (GE) bağlantıları değil, 800GE ve Terabit Ethernet (TE) bağlantıları sunabilen yüksek performanslı birbirine bağlantı platformlarına ihtiyaç duyacağız. En düşük gecikme sürelerinde veri alışverişini kolaylaştıracak yeni nesil İnternet Değişim Noktaları tam otomatik, en son şifreleme teknolojisiyle güvence altına alınmış ve son derece esnek olacaklar. Bu birbirine bağlantı platformlarının, gelişen farklı evrenleri birbirine bağlamak amacıyla birlikte çalışmak üzere dijital altyapı oyuncularının kritik bir bölümünü bir araya getirmek için veri merkezi ve taşıyıcıdan bağımsız olmaları gerekecektir. Birbirine bağlantı platformları, ağları ve veri merkezlerini birbirine çekecek, ağların doğrudan bağlanmasını sağlayacak ve kullanıcılar, içerik ve kaynak arasındaki gecikme sürelerini mümkün olduğunca düşük tutacak mıknatıslar olarak bu yapıda yer alacak.
Bu şekilde geleceğin bağlantı dokusunu birlikte örebiliriz. Cihazların, veri akışlarının, bulutların ve veri merkezlerinin düşük gecikme süresi ve yüksek bant genişliğinde akıllı bir şekilde birbirine bağlanması böylece mümkün olabilir. Ancak sürükleyici internetin genel amaçlı uygulamaları için 5-15 milisaniyeyi standart olarak kabul edersek, daha uzak mesafelerdeki etkileşimlerde de sınırlamalar ortaya çıkacaktır. Ay ya da Mars’taki insanlarla iletişim kurarken yaşanacak gecikme bir yana, işlem süresini hesaba katmazsak, verilerin dünyanın yarısını dolaşması için mümkün olan en iyi RTT 130 milisaniyenin üzerinde seyrediyor. Önümüzdeki on yıllarda kıtalararası ya da gezegenlerarası iletişimde önemli gecikmeler yaşanacak ve farklı uygulamalara ihtiyaç duyulacak. Ancak belki de o zamana kadar, örneğin gelecek nesil kuantum ağ teknolojileri sayesinde mesafelerin getirdiği zorluklarını aşmış olacağız.
Gelecek heyecan verici ve biz bunun temellerini bugünden inşa ediyoruz.
